- •Министерство образования и науки Российской Федерации Московский государственный институт электронной техники (технический университет) Факультет мп и тк
- •«Программный комплекс многокритериальной оптимизации систем на основе мультихромосомных моделей и генетических алгоритмов»
- •Содержание
- •Перечень сокращений
- •Введение
- •1. Специальный раздел
- •1.1. Исследовательская часть
- •1.1.1. Обзор существующих программ для оптимизации
- •1.1.3. Информационные потребности пользователя
- •1.2. Конструкторская часть
- •1.2.1. Требования, предъявляемые к системе
- •1.2.2. Структура входных и выходных данных
- •1.2.3. Конфигурация технических средств
- •1.2.4. Модули комплекса
- •1.2.5. Общий алгоритм работы программы
- •1.2.6. Иерархия классов
- •1.2.7. Переменные в выражениях и их использование в программе
- •1.2.8. Основные алгоритмы и особенности программной реализации
- •1.2.9. Проверка отказоустойчивости программы
- •1.2.10. Проверка работы комплекса на контрольных примерах
- •1.3. Выводы
- •2. Технологический раздел
- •2.1. Использование стандартных библиотек
- •2.1.1. Библиотека stl
- •2.1.2. Библиотека mfc
- •2.1.3. Применение библиотек stl и mfc в программе
- •2.1.4. Средство ClassWizard
- •2.2.2. Встроенные средства языка для отладки программ
- •2.2.3. Отладка программного кода, содержащего stl и mfc
- •2.4. Приёмы объектно-ориентированного проектирования
- •2.4.1. Применение паттернов проектирования в программе
- •2.5. Выводы
- •3. Организационно-экономический раздел
- •3.1. Метод анализа иерархий
- •3.2. Метод парных сравнений.
- •3.2.1. Определение собственных векторов
- •3.3. Применение метода для выбора среды программировани
- •3.3.1. Характеристики сред программирования
- •3.3.2. Таблица сравнений важности критериев
- •3.3.3. Таблицы попарного сравнения сред разработки по каждому критерию
- •3.4. Результаты применения метода
- •3.5. Выводы
- •4. Производственная и экологическая безопасность
- •4.1. Опасные и вредные факторы, воздействующие на программиста
- •4.1.1. Микроклимат рабочей зоны программиста
- •4.1.2. Воздействие шума на программиста. Защита от шума
- •4.1.3. Уровень напряжённости электромагнитного поля
- •4.1.4. Электробезопасность. Статическое электричество
- •4.1.5. Освещенность рабочего места
- •4.2. Заключение
- •Заключение
- •Список литературы
- •Исходный текст программы
- •Результаты испытаний
- •Руководство оператора
- •Аннотация
- •2. Условия выполнения программы
- •2.1. Климатические условия эксплуатации
- •2.2. Состав аппаратных и программных средств
- •3. Требования к персоналу (пользователю)
- •4.2.2. Выполнение функции сохранения модели в файл
- •4.2.3. Выполнение функции ввода информации о системе
- •4.2.4. Выполнение функции задания различных параметров системы
- •4.2.5. Правила записи выражений
- •4.2.6. Выполнение функции задания параметров генетических алгоритмов
- •4.2.7. Выполнение функции поиска решения
- •5.3. Ошибки при проверке модели
- •5.4. Ошибки во время поиска решения
1.1.3. Информационные потребности пользователя
Перечислю основные требования, которые предъявлялись к программному комплексу при проектировании:
обеспечить ввод данных о модели системы с помощью графического интерфейса пользователя. Элементы модели необходимо организовать в виде графических объектов;
обеспечить просмотр свойств уже внесённых в модель элементов с возможностью их редактирования;
отображать результаты работы комплекса на экране и сохранять в файл. Под результатами работы комплекса понимается найденное решение со значениями всех компонентов модели, плюс дополнительная подробная информация о самой модели;
организовать сохранение модели в файл и чтение её из файла с восстановлением всех связей и свойств объектов модели;
по возможности создать сильную по функциональным возможностям, но простую в использовании программу
1.2. Конструкторская часть
1.2.1. Требования, предъявляемые к системе
Исходя из поставленной задачи и проведённых предварительных исследований, для разрабатываемого комплекса были сформулированы требования.
Состав выполняемых функций
Создаваемый программный комплекс должен обеспечивать автоматизацию процесса оптимизации системы, в том числе:
ввод информации о системе в виде её модели с помощью графического интерфейса. Информация должна быть представлена в виде графических объектов, символизирующих определённые элементы схемы, линий связи между ними. Ввод должен допускать свободное добавление, удаление элементов схемы, создание связей;
задание различных параметров системы: формульные зависимости значений критериев от значений других критериев; задание целевой функции системы, по которой ведётся оптимизация; направление оптимизации;
задание параметров генетических алгоритмов (точность поиска решения, вероятности мутации, кроссовера, число точек кроссовера, способ отбора родителей и построения новой популяции, число поколений, по достижении которого поиск прекращается);
сохранение текущей модели в файл;
загрузку из файла модели системы с восстановлением всех связей и параметров;
формирование результатов работы программы в виде отчётов на экране с возможностью сохранения их в файл.
Требования к надежности
Для надёжного функционирования комплекса необходимо:
обеспечить жёсткий контроль входных данных (файлов, с сохранёнными моделями систем; информации, вводимой пользователем при моделировании системы) на соответствие установленному формату;
проверять корректность формульных зависимостей перед их вычислением;
на этапе вычисления формульных зависимостей с фактическими значениями переменных отлавливать некорректные операции (деление на 0, извлечение квадратного корня из отрицательного числа и другие);
предусмотреть возможность прервать процесс поиска решения в любое время;
Требования к информационной программной совместимости
Программный комплекс должен работать под управлением операционной системы Windows 2000, Windows XP. Рекомендуется обеспечить совместимость с операционной системой Windows ME. Интерфейс и результаты работы комплекса должны быть русскоязычными с поддержкой кодировки cp-1251.